全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（３）：６７５－６８３ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０３１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－１１－１７　　　接受日期：２０１５－０１－１６
基金项目：国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＤ０５Ｂ０５）；国家９７３计划（２０１３ＣＢ１２７４０４）；农业公益性行业专项（２０１２０３０３０）资助。
作者简介：于维水（１９８９—），女，山东日照人，硕士研究生，主要从事农田养分循环研究。Ｅｍａｉｌ：ｙｕｗｅｉｓｈｕｉ６６５５＠１２６ｃｏｍ
 通信作者 Ｔｅｌ：０１０－８２１０８７０３，Ｅｍａｉｌ：ｌｕｃｈａｎｇａｉ＠ｃａａｓ．ｃｎ
不同施肥制度下我国东部典型土壤易分解
与耐分解碳的组分特征
于维水１，李桂花１，王碧胜１，武红亮１，赵雅雯１，孟繁华２，卢昌艾１
（１中国农业科学院农业资源与农业区划研究所／耕地培育技术国家工程实验室，北京 １０００８１；
２河南省土壤肥料站，河南郑州 ４５０００２）
摘要：【目的】土壤易分解碳库（ｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，Ｌａｂ－Ｃ）和耐分解碳库（ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，Ｒｅｃ－Ｃ）是土
壤有机质的重要组分，其组分大小与比例可反映土壤有机碳的周转与固存特性。因此，研究长期不同施肥制度下
土壤易分解碳库与耐分解碳库的大小与比例，对土壤养分管理及肥力培育具有重要的意义。【方法】利用我国东部
２３年长期不同施肥制度下的黑土、潮土、红壤和３２年水稻土共四类土壤的典型土样为代表，以不施肥（ＣＫ）、施化
肥（ＮＰＫ）、化肥配施秸秆（ＮＰＫＳ）和化肥配施有机肥（ＮＰＫＭ）４个处理土壤，采用颗粒密度相结合的方法，将土壤
有机碳分为易分解碳和耐分解碳２个组分，分析了其不同组分碳含量及比例的变化特征。【结果】土壤经该方法分
组后，四种土壤的平均质量回收率和碳回收率均超过９５％，是一种测定土壤易分解碳和耐分解碳的可行方法。旱
作土壤（黑土、潮土和红壤）易分解碳的平均含量为１９１ｇ／ｋｇ低于水田的２４２ｇ／ｋｇ，而易分解碳占总有机碳的平均
比例为１５４％，高于水田的９９％。ＮＰＫＭ处理下，黑土、潮土和红壤易分解碳含量显著高于 ＮＰＫＳ、ＮＰＫ及 ＣＫ处
理（Ｐ＜００５），较ＮＰＫ处理增加的比例分别为９８４％、４３７％和７１２％，同时提高了易分解碳占总有机碳的比例，
但无显著差异性；ＮＰＫ和ＮＰＫＳ处理下黑土与潮土易分解碳的含量较不施肥无显著变化，而红壤易分解碳含量较
不施肥显著降低（Ｐ＜００５），降低的比例分别为３３１％和２９６％；水稻土４个处理间易分解碳的含量及其占全碳
的比例无显著差异性。四类土壤耐分解碳的含量与总有机碳含量的变化一致，均表现为 ＮＰＫＭ＞ＮＰＫＳ＞ＮＰＫ＞
ＣＫ。ＮＰＫＭ处理下，四种土壤耐分解碳含量显著增加（Ｐ＜００５），黑土、潮土、红壤和水稻土较ＮＰＫ处理增加的比
例分别为６８８％、４２７％、１７６％和１７２％，同时耐分解碳占全碳的比例降低；ＮＰＫＳ处理下黑土、潮土和水稻土耐
分解碳的含量较ＮＰＫ处理也增加，对应增加的比例分别为１０９％、１５１％和１８０％。同时，易分解碳和耐分解碳
的含量与土壤总有机碳含量之间有极显著的正相关关系。【结论】旱作土壤易分解碳含量比水田土壤更易受不同
施肥处理的影响，有机无机配施（ＮＰＫＭ与ＮＰＫＳ）可提高旱作与水田土壤易分解碳与耐分解碳的含量，同时相对提
高了易分解碳占全碳的比例，且ＮＰＫＭ处理的效果优于ＮＰＫＳ处理，更优于化肥处理。
关键词：易分解碳；耐分解碳；旱作土壤；水田；长期施肥
中图分类号：Ｓ１５３６＋２１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０３－０６７５－０９
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌｌａｂｉｌｅａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｕｎｄｅｒ
ｌｏｎｇｔｅｒｍｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ
ＹＵＷｅｉｓｈｕｉ１，ＬＩＧｕｉｈｕａ１，ＷＡＮＧＢｉｓｈｅｎｇ１，ＷＵＨｏｎｇｌｉａｎｇ１，ＺＨＡＯＹａｗｅｎ１，
ＭＥＮＧＦａｎｈｕａ２，ＬＵＣｈａｎｇａｉ１
（１ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＬａｎｄＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；
２ＨｅｎａｎＳｏｉｌａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｔａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（Ｌａｂ－Ｃ）ａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（Ｒｅｃ－Ｃ）ａｒｅｔｗｏ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，ａｎｄｔｈｅｉｒｒａｔｉｏｈａｓａｎｅｆｅｃｔｏｎｏｒｇａｎｉｃｔｕｒｎｏｖｅｒａｎｄｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｓｏ，ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
ｏｆｌａｂｉｌｅａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｕｓｉｎｇ
ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｅｎｓｉｔｙｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｌａｂｉｌｅａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｐｏｏｌｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｎｄｅｒｆｏｕｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，
ｎａｍｅｌｙｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（ＣＫ），ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（ＮＰＫ），ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｔｒａｗ（ＮＰＫＳ），ａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍａｎｕｒｅ（ＮＰＫＭ）ｆｒｏｍｆｏｕｒｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｔｅｓ（ｔｈｒｅｅｆｒｏｍ２３ｙｅａｒｓｏｌｄ
ｕｐｌａｎｄｓｉｔｅｓｏｆｂｌａｃｋｓｏｉｌ，ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌａｎｄｒｅｄｓｏｉｌ，ｏｎｅｆｒｏｍ３２ｙｅａｒｓｏｌｄｐａｄｄｙｓｏｉｌ）ｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ．
【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓａｓｉｍｐｌｅａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃａｒｂｏｎｐｏｏｌｓｉｚｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｗｈｉｃｈａｖｅｒａｇｅ
ｓｏｉｌｍａｓｓｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄａｖｅｒａｇｅｓｏｉｌｃａｒｂｏｎｒｅｃｏｖｅｒｙｗｅｒｅｂｏｔｈａｂｏｖｅ９５％．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｕｐｌａｎｄｓｏｉｌｓｗａｓ１９１ｇ／ｋｇ，ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌ２４２ｇ／ｋｇ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｒａｔｉｏｏｆｌａｂｉｌｅ
ｃａｒｂｏｎｔｏｔｏｔａｌｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ（Ｌａｂ－Ｃ／ＴＯＣ）ｉｎｕｐｌａｎｄｓｏｉｌｓｗａｓ１５４％，ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌｏｆ９９％．Ｉｎ
ｕｐｌａｎｄｓｏｉｌｓ（ｂｌａｃｋｓｏｉｌ，ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌａｎｄｒｅｄｓｏｉｌ），ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｌａｂｉｌｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒＮＰＫＭ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎＮＰＫＳ，ＮＰＫａｎｄＣＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｃｏｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｅｒｅ
９８４％，４３７％ ａｎｄ７１２％ ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅＬａｂ－Ｃ／ＴＯＣｗａｓｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒｅａｔｌｙｕｎｄｅｒＮＰＫＭ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｎｏｔ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．ＴｈｅｌａｂｉｌｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎＮＰＫａｎｄＮＰＫＳｗｅｒｅｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｔｗｉｔｈＣＫｉｎｂｌａｃｋｓｏｉｌａｎｄ
ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ，ｂｕｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｒｅｄｓｏｉｌ．ＴｈｅｌａｂｉｌｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎＮＰＫａｎｄＮＰＫＳｗｅｒｅ３３１％ ａｎｄ２９６％
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒＣＫ（Ｐ＜００５），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｆｏｕｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｐａｄｄｙｓｏｉｌｉｎｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ．Ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｆｏｕｒｓｏｉｌｓｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ
ｗｉｔｈｔｈｅｉｒｔｏｔａｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｕｎｄｅｒｆｏｕｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｓＮＰＫＭ＞ＮＰＫＳ＞ＮＰＫ＞ＣＫ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＮＰＫ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｆｏｕｒｓｏｉｌｓｗｅｒｅｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｕｎｄｅｒＮＰＫＭｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｉｒ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ６８８％，４２７％，１７６％ ａｎｄ１７２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅＲｅｃ－Ｃ／
ＴＯＣｗａｓｒｅｄｕｃｅｄ．ＵｎｄｅｒＮＰＫＳｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｂｌａｃｋｓｏｉｌ，ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌａｎｄ
ｐａｄｄｙｓｏｉｌｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１０９％，１５１％ ａｎｄ１８０％ ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｗａｓａ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｏｔａｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｌａｂｉｌｅ／ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｐａｄｄｙｓｏｉｌ，ｔｈｅｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｕｐｌａｎｄｓｏｉｌａｒｅｍｏｒｅ
ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｔｏｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．ＬｏｎｇｔｅｒｍａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮＰＫＳｏｒＮＰＫＭｗｉｌｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｓｏｉｌｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅｉｔｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅＬａｂ－Ｃ／ＴＯＣｒａｔｉｏ．Ｔｈｅ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｅｆｅｃｔｉｓｉｎｏｒｄｅｒｏｆＮＰＫＭ＞ＮＰＫＳ＞ＮＰＫ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ牷ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ牷ｕｐｌａｎｄｓｏｉｌ牷ｐａｄｄｙｓｏｉｌ牷ｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
　　土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳储库，在
全球碳循环中起着重要的作用［１］。土壤有机碳
（质）是表征土壤肥力的重要指标［２］，对土壤物理、
化学和生物肥力起着较为重要的作用。土壤有机碳
可分为易分解部分与难分解部分，易于分解的有机
碳多称为活性有机碳，通常用溶解性有机碳［３］、微
生物量碳［４］、易氧化有机碳［５］、可矿化碳［６］、轻组有
机碳［７］和颗粒有机碳［８］等来进行表征，它是指土壤
中有效性高、易被土壤微生物分解矿化、对植物养分
供应有直接作用的那部分有机碳［９－１０］，它可以指示
土壤有机碳变化，是反映土壤碳库动态的敏感性指
标［１１－１２］；难分解有机碳较为稳定，对于土壤碳素固
持和土壤结构具有较大的作用，但由于其分解慢，短
期内对于土壤养分的供给能力影响较小［１３］。目前
分离和测定土壤活性有机碳的方法很多，但大体分
为三类：物理、化学和生物学测定方法［１４］。其中物
理方法对有机碳的结构破坏度极小，分离的组分能
够反映土壤原状有机碳的结构和功能，因此该方法
一直以来受到许多研究者的采用并成为土壤有机碳
分组的主流［１５］。
近年来，Ｈｕｙｇｅｎｓ等［１６］根据Ｍｕｌｅｒ等［１７］的马尔
科夫蒙特卡洛（ＭＣＭＣ）模型中碳氮周转特性，改进
了Ｍｅｉｊｂｏｏｍ等［１８］对于土壤的分组方法，将土壤有
机碳分为易分解碳与耐分解碳２个组分，并提出直
接测定土壤易分解碳与耐分解碳的方法。与以往活
性有机碳方法相比，该方法可以结合土壤碳氮的周
转特性，模拟土壤碳库与氮库的矿化等转化动
态［１６］，同时，易分解碳与耐分解碳２个组分更能直
接表征土壤有机碳的周转与固存特性，反映土壤有
机碳的矿化强度。
６７６
３期　　　 于维水，等：不同施肥制度下我国东部典型土壤易分解与耐分解碳的组分特征
当前，已经开展了一些不同施肥下土壤碳库组
分的研究，但是这些组分难以与土壤碳氮的固持与
周转联系起来；长期不同施肥措施对土壤碳库组分
的影响不很明确。基于上述两点，本研究采用
Ｈｕｙｇｅｎｓ等［１６］改进的土壤分组方法，以我国４个典
型区域的长期定位试验土壤样品为基础，选择黑土、
潮土、红壤及水稻土４类典型土样为研究对象，探讨
长期不同施肥措施下土壤易分解碳和耐分解碳的组
分变化特征，为进一步研究碳库的周转特性打下基
础，同时为合理评价长期不同施肥制度下我国东部
典型土壤有机碳库质量提供依据。
１　材料与方法
１１　供试土壤
供试土壤为我国东部四个典型长期肥料定位试
验的２０１３年土壤样品，分别为吉林公主岭黑土
（１２４°４８′Ｅ，４３°４０′Ｎ）、河南郑州的潮土（１１３°４０′Ｅ，
３４°４７′Ｎ）、湖南祁阳的红壤（１１１°５２′Ｅ，２６°４５′Ｎ）及
湖南望城的水稻土（１１２°８０′Ｅ，２８°３７′Ｎ）。其中公
主岭、郑州与祁阳三点长期试验均始于１９９０年，望
城始于１９８１年，从各点均有的试验处理中选择了不
施肥（ＣＫ）、氮磷钾肥配施（ＮＰＫ）、氮磷钾化肥配施
秸秆（ＮＰＫＳ）及氮磷钾化肥配施有机肥（ＮＰＫＭ），其
中望城为ＮＫ＋Ｍ处理。公主岭黑土试验点为一年
一熟玉米连作，肥料用量为年施用 Ｎ１６５ｋｇ／ｈｍ２，
Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝１∶０５∶０５，有机肥为猪粪或牛粪，
ＮＰＫＭ有机肥的年施用量分别为３０ｔ／ｈｍ２，小区面
积为４００ｍ２，无重复。郑州潮土为小麦—玉米一年
两熟，肥料用量为年施用 Ｎ３５３ｋｇ／ｈｍ２，Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶
Ｋ２Ｏ ＝１∶０５∶０５，有机肥为马粪、牛粪，有机肥和
秸秆只在小麦季施。各处理在等氮量情况下，有机
氮与无机氮为７∶３，每小区面积为５０ｍ２，３次重复。
祁阳红壤为小麦—玉米一年两熟，肥料用量为等氮
量，年氮肥施用量为 ３００ｋｇ／ｈｍ２，Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝
１∶０４∶０４，有机肥为猪粪，每年小麦、玉米的秸秆
一半还田，还田的养分不计入总量。肥料在小麦、玉
米播种前做基肥一次性施入，小区面积为１９６ｍ２，
随机排列，两次重复。望城水稻土为早稻 －晚稻 －
冬闲种植制度，肥料年施用量为Ｎ３３０ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５
９０ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ２４０ｋｇ／ｈｍ
２，ＮＫＰＭ处理的猪粪，使
用量为３０ｔ／ｈｍ２，猪粪和稻草在犁田前撒施并混入
土壤，磷肥与钾肥在移栽前１天做基肥一次性施用，
７０％氮肥基肥，３０％氮肥于分蘖期追肥。４个试验
点试验开始时的土壤基础理化性质如表１。以上各
地点详细的气候及农艺措施等信息参见文献［１９］。
采样时间为２０１３年作物收获后９、１０月份，采样深
度为０—２０ｃｍ的耕层土壤，重复３次。采集的土壤
样品自然风干后，人工除去肉眼可见的根茬及秸秆
碎屑，过２ｍｍ筛，混匀后备用。
表１　四个长期定位试验开始时表层土壤基础理化性质
Ｔａｂｌｅ１　Ｂａｓｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
土壤类型
Ｓｏｉｌｔｙｐｅ
土壤质地
Ｓｏｉｌ
ｔｅｘｔｕｒｅ
粘粒含量
Ｃｌａｙｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
有机碳
ＳＯＣ
（ｇ／ｋｇ）
全氮
ＴｏｔａｌＮ
（ｇ／ｋｇ）
速效氮
Ａｖａｉｌ．Ｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
有效磷
Ａｖａｉｌ．Ｐ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
Ａｖａｉｌ．Ｋ
（ｍｇ／ｋｇ）
ｐＨ
黑土Ｂｌａｃｋｓｏｉｌ 黏土 Ｃｌａｙ ２９３ １３４ １４０ １０２０ ２０６ １９０１ ７６
潮土Ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ 壤土 Ｌｏａｍ １０１ ６６ ０６７ ７６６ ６５ ７４０ ８３
红壤Ｒｅｄｓｏｉｌ 黏土 Ｃｌａｙ ４３９ ６７ １０７ ７９０ ４７ １０４０ ５７
水稻土Ｐａｄｄｙｓｏｉｌ 黏土 Ｃｌａｙ ３８７ ２０６ ２０５ １５１０ １０２ ６２３ ６６
　　注（Ｎｏｔｅ）：水稻土试验始于１９８１年，其余３个试验始于１９９０年Ｐａｄｄｙｓｏｉｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔａｒｔｅｄｉｎ１９８１，ｔｈｅｏｔｈｅｒｓｉｎ１９９０
１２　土壤易（耐）分解组分的分离及有机碳的测定
参照 Ｈｕｙｇｅｎｓ［１６］方法分离土壤中的易、耐分解
组分，每个处理的土壤３次重复，具体步骤如下：用
１／１００天平秤取５０００ｇ风干土，放置于２５０μｍ土
壤筛上，用去离子水润湿；２５０μｍ筛子下面依次为
１５０μｍ和５０μｍ的筛子，将套筛放入湿筛的桶中加
水至２５０μｍ上的土壤刚刚浸没，然后在湿筛机上
进行湿筛，时间３０ｍｉｎ；将２５０μｍ和１５０μｍ筛子
上的组分全部转移到另一大桶中，然后采用倾析的
方法反复用去离子水洗涤，上部混浊液倒出并收集，
直至洗涤溶液变清为止，这样洗涤的目的使悬浊液
（粗有机质，＞１５０μｍＭＯＭ）和矿物质部分（＞１５０
７７６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
μｍＭＦ，Ｍｉｎｅｒａｌｆｒａｃｔｉｏｎ）分离；最后分别将粗有机
质和＞１５０μｍＭＦ（矿质与有机质结合组分）、５０
１５０μｍ组分和＜５０μｍ（离心５ｍｉｎ，３０００ｒ／ｍｉｎ）组
分分别收集起来，在５５℃条件下干燥至恒重后，用
球 磨 仪 （Ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｂａｌ ｍｉｌ，ＰＭ４００， Ｒｅｔｓｃｈ，
Ｇｅｒｍａｎｙ）磨细以备测定有机碳之用。
未分组原土和烘干后各组分磨细后过１５０μｍ
筛。土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法测定［２０］，易
氧 化 有 机 碳 （ＲＯＣ， ｒｅａｄｉｌｙ ｏｘｉｄｉｚａｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ）、难氧化有机碳（ＤＯＣｄｙｓｏｘｉｄｉｚｅｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ）采用 ３３３ｍｍｏｌ／Ｌ的高锰酸钾氧化法
测定［２１］。
１３　数据分析
４类土壤ＣＫ、ＮＰＫ、ＮＰＫＳ、ＮＰＫＭ处理分四个部
分：１５０ ２０００μｍ粗有机质组分（＞１５０μｍ
ＭＯＭ）；１５０ ２０００μｍ矿质与有机质结合组分 （＞
１５０μｍＭＦ）；５０ １５０μｍ组分和 ＜５０μｍ组分。
土壤易分解碳（ＬａｂＣ）含量为每千克原土中粗有机
质组分（＞１５０μｍＭＯＭ）中的碳含量（ｇ），土壤耐分
解碳（ＲｅｃＣ）含量为每千克原土中矿质与有机质结
合组分（＞１５０μｍＭＦ）、５０ １５０μｍ组分和 ＜５０
μｍ组分中碳的含量（ｇ）之和。质量回收率（指不同
粒级质量的总和相对于全土质量的百分数）＝土壤
各粒级质量之和／湿筛土总重（５０ｇ）×１００％，碳回
收率（指不同粒级土壤有机碳的总和相对于全土有
机碳的百分数）＝各粒级土壤中的碳含量之和／全
土碳总量×１００％。
试验数据采用 Ｅｘｃｅｌ和 ＳＰＳＳ（１９０）软件进行
统计与分析，所有数据测定结果均以平均值表示。
不同处理之间采用最小显著差数法（ＬＳＤ）进行差异
显著性检验（Ｐ＜００５）。
２　结果与分析
２１　回收率
本研究采用 Ｈｕｙｇｅｎｓ等［１６］改进的湿筛方法，获
得不同施肥条件下土壤易、耐分解组分，其质量回收
率、碳养分回收率的结果见表２。土壤经该方法分
组后，平均质量回收率为９６８％（９５９％ ９７３％）
和碳的平均回收率为９５４％（９２３％ ９９０％）均
在误差的合理范围内，这说明土壤碳在获取易分解
组分和耐分解组分过程中不管是质量回收率还是养
分回收率的结果均在合理的范围内，是获取易、耐分
解碳的可行方法。
表２　土壤质量回收率及碳回收率（％）
Ｔａｂｌｅ２　Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｓｏｉｌｍａｓｓａｎｄｓｏｉｌｃａｒｂｏｎ
回收率
Ｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ
黑土
Ｂｌａｃｋｓｏｉｌ
潮土
Ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ
红壤
Ｒｅｄｓｏｉｌ
水稻土
Ｐａｄｄｙｓｏｉｌ
平均回收率
Ａｖｅｒａｇｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ
质量回收率Ｍａｓｓｒｅｃｏｖｅｒｙ ９７２２±０６９ ９７２６±０６３ ９５８７±０５３ ９６９６±０３９ ９６８３
碳回收率Ｃａｒｂｏｎｒｅｃｏｖｅｒｙ ９５７８±０８４ ９８９８±２６１ ９２２８±１８７ ９４５５±５５１ ９５４０
　　注（Ｎｏｔｅ）：表中数据为“平均值±ＳＤ值”ＴｈｅｄａｔａｉｎｔｈｅｔａｂｌｅｗｅｒｅＭｅａｎ±ＳＤ．
２２　不同施肥处理对有机碳含量的影响
２２１不同施肥处理土壤总有机碳的变化特征　４
类土壤的长期施肥处理土壤有机碳含量均有提高
（图１），并表现出相同的趋势 ＮＰＫＭ＜ＮＰＫＳ＜ＮＰＫ
＜ＣＫ，ＮＰＫＭ处理有机碳含量显著高于其他处理。
水田土壤总有机碳的平均含量为２４３４ｇ／ｋｇ（２３０６
２６１５ｇ／ｋｇ），高于旱作土壤１２３７ｇ／ｋｇ（６６８
２６１４ｇ／ｋｇ）。２３年施肥后，ＮＰＫ处理黑土有机碳
含量较 ＣＫ增加，但无显著差异性；潮土、红壤和水
稻土有机碳含量较 ＣＫ显著增加，对应增加的比例
分别为１２０％、２７７％和 ２４％。ＮＰＫＳ处理 ４类
土壤有机碳含量较 ＣＫ均显著增加，对应增加的比
例分别为 １５８％、３７６％、２１０％和 ６４％；ＮＰＫＭ
处理较 ＣＫ增加的比例分别为 ９０３％、５４４％、
６０４％和１３４％。综上，不同施肥制度下旱作土壤
和水田土壤总有机碳表现出相同的规律：长期 ＮＰＫ
处理土壤有机碳含量基本维持原有水平或略有增
加，ＮＰＫＳ和ＮＰＫＭ处理土壤有机碳显著增加。
２２２不同施肥处理易分解碳和耐分解碳的含量特
征　长期不同旱作土壤和水田土壤易分解碳的含量
变化存在差异。旱作与水田土壤易分解碳含量均为
ＮＰＫ＞ＮＰＫＳ＞ＮＰＫＭ，但 ＮＰＫＭ处理显著提高了３
种旱作土壤易分解碳的含量，而水田各处理易分解
碳的含量无显著差异，同时旱地易分解碳的平均含
８７６
３期　　　 于维水，等：不同施肥制度下我国东部典型土壤易分解与耐分解碳的组分特征
图１　不同施肥制度下土壤有机碳含量
Ｆｉｇ．１　Ｔｏｔａｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中小写字母表示同一土壤不同处理间在５％水平上
差异显著 Ｔｈｅｌｏｗｅｒｃａｓｅｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｔ５％ ｌｅｖｅｌ
ｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ；水稻土的
ＮＰＫＭ处理指 ＮＫＭ处理 ＴｈｅＮＰＫＭ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｐｒｅｓｅｎｔＮＫＭ ｉｎ
ｐａｄｄｙｓｏｉｌ；柱状图中误差线表示ＳＤ的大小ＴｈｅｅｒｏｒｂａｒｓｉｎＦｉｇ．１
ｉｓｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＳＤ．］
量为 １９１ｇ／ｋｇ（０９６ ３６５ｇ／ｋｇ）低于水田
２４２ｇ／ｋｇ（２１９ ２７１ｇ／ｋｇ）。３种旱作土壤 ＣＫ、
ＮＰＫ和 ＮＰＫＭ处理土壤易分解碳含量，以黑土最
高，其次是红壤和潮土。图２显示，ＮＰＫ处理下，黑
土、潮土易分解碳含量较ＣＫ无显著差异，红壤易分
解碳含量较 ＣＫ显著降低 ３３１％；ＮＰＫＳ处理下黑
土、红壤易分解碳含量较 ＮＰＫ处理无显著差异，而
红壤易分解碳含量显著低于 ＣＫ处理，潮土易分解
碳含量较ＮＰＫ处理显著增加３４５％；ＮＰＫＭ处理３
种旱作土壤易分解碳含量均显著增加，黑土、潮土和
红壤较 ＣＫ增加的比例分别为 ９８５％、７４５％和
１４５％，较 ＮＰＫ处理增加的比例分别为 ９８４％、
４３７％和７１２％。水田各处理易分解碳含量无显
著差异，ＮＰＫ、ＮＰＫＳ和 ＮＰＫＭ处理较 ＣＫ增加的比
例分别为４８％、１２７％和２３８％。以上结果说明，
长期ＮＰＫ处理，黑土和潮土易分解碳含量仅能维持
平衡，而有机无机配施（ＮＰＫＳ和 ＮＰＫＭ）能维持并
提高土壤易分解碳的含量，水稻土不同施肥处理下
易分解碳含量差异不显著。
长期不同施肥下旱作和水田土壤耐分解碳含量
变化特性与总有机碳的变化类似（图３），４类土壤
耐分解碳含量均为 ＣＫ＞ＮＰＫ＞ＮＰＫＳ＞ＮＰＫＭ。
ＮＰＫ处理下四种土壤耐分解碳的含量较ＣＫ均显著
增加，黑土、潮土、红壤和水稻土对应增加的比例分
图２　不同施肥制度下各地点土壤易分解碳含量
Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃａｒｂｏｎｉｎｌａｂｉｌｅｐｏｏｌｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中小写字母表示同一土壤不同处理间在５％水平上
差异显著 Ｔｈｅｌｏｗｅｒｃａｓｅｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｔ５％ ｌｅｖｅｌ
ｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ；水稻土的ＮＰＫＭ
处理指ＮＫＭ处理 ＴｈｅＮＰＫＭｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｐｒｅｓｅｎｔＮＫＭｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌ；
柱状图中误差线表示ＳＤ的大小ＴｈｅｅｒｏｒｂａｒｓｉｎＦｉｇ．２ｉｓｔｈｅｖａｌｕｅ
ｏｆＳＤ．］
图３　不同施肥制度下各地点土壤耐分解碳含量
Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃａｒｂｏｎｉｎｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｐｏｏｌ
ｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：图中小写字母表示同一土壤不同处理间在５％水平上
差异显著 Ｔｈｅｌｏｗｅｒｃａｓｅｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｔ５％ ｌｅｖｅｌ
ｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ；水稻土的
ＮＰＫＭ处理指 ＮＫＭ处理 ＴｈｅＮＰＫＭｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｐｒｅｓｅｎｔＮＫＭｉｎ
ｐａｄｄｙｓｏｉｌ；柱状图中误差线表示ＳＤ的大小ＴｈｅｅｒｏｒｂａｒｓｉｎＦｉｇ．３
ｉｓｔｈｅｖａｌｕｅｏｆＳＤ．］
别为４７％、１３９％、４３８％和３８％。ＮＰＫＳ处理下
黑土、潮土和水稻土耐分解碳的含量较 ＮＰＫ和 ＣＫ
均显著增加，较 ＣＫ增加的比例分别为 １５８％、
３６２％和 １２０％，较 ＮＰＫ增加的比例分别为
１０９％、１５１％和８０％；红壤 ＮＰＫＳ耐分解碳含量
９７６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
较ＣＫ显著增加，增加的比例为４３８％，而 ＮＰＫＳ与
ＮＰＫ无显著差异性。ＮＰＫＭ处理显著增加了４类土
壤耐分解碳的含量，较 ＣＫ对应增加的比例分别为
７６１％、６８９％、６９２％和２１６％，较 ＮＰＫ对应增
加的比例为 ６８８％、４２７％、１７６％和 １７２％。以
上结果表明，长期不同施肥下，在提高土壤总有机碳
的同时提高了耐分解碳的含量，有机无机配施能显
著提高土壤耐分解碳含量，效果优于化肥处理。
表３表明，土壤易、耐分解碳含量同土壤总有机
碳及活（非活）性有机碳等各指标之间的相关性，可
以看出易分解碳和易氧化有机碳显著相关（ｒ＝
０８０９，ｎ＝１２），耐分解碳同非活性有机碳之间显
著相关（ｒ＝０９９２，ｎ＝１２），同时易（耐）分解碳同
土壤全碳含量也具有高度的正相关关系，说明有机
碳含量的增加可以在一定程度上提高易（耐）分解
碳的含量。
表３　土壤各指标之间的相关系数（ｒ）
Ｔａｂｌｅ３　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｉｎｄｅｘｒｂｅｔｗｅｅｎａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｐｏｏｌｓａｎｄｓｏｉｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
各组分含量（ｇ／ｋｇ）
Ｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔ
易氧化有机碳
ＲＯＣ
难氧化有机碳
ＤＯＣ
易分解碳
Ｌａｂ－Ｃ
耐分解碳
Ｒｅｃ－Ｃ
总有机碳
ＴＯＣ
易氧化有机碳ＲＯＣ １０００
难氧化有机碳ＤＯＣ ０９６９ １０００
易分解碳Ｌａｂ－Ｃ ０８０９ ０７８３ １０００
耐分解碳Ｒｅｃ－Ｃ ０９５１ ０９９２ ０７２１ １０００
总有机碳ＴＯＣ ０９８３ ０９９８ ０７９４ ０９８７ １０００
　　注（Ｎｏｔｅ）：—Ｐ＜０．０１
２２３不同施肥处理土壤易、耐分解碳的比例特征
　有机碳的不同组分（易分解碳与耐分解碳）占总
有机碳的百分比可以消除有机碳含量差异对不同碳
组分的影响，更能体现土壤的碳库状况。从表４可
以看出不同施肥可以影响易分解碳占总有机碳的比
例，同一地点不同施肥处理土壤易（耐）分解碳占总
有机碳的比例无显著性差异（Ｐ＜００５）。
旱作黑土、潮土和红壤 ＮＰＫＭ处理活性有机碳
占总有机碳的比例比 ＮＰＫＳ分别高１４％、１１％和
４３％，而 ＮＰＫＭ处理耐分解碳含量占总有机碳的
比例相对 ＮＰＫ、ＮＰＫＳ处理最低，分别为 ７７９％、
８３７％和６９６％，说明长期化肥配施有机肥处理增
加了活性有机碳的含量和易分解碳占全碳的比例，
而耐分解碳占全碳的比例相对减少；黑土和红壤
ＮＰＫＳ易分解碳占总有机碳的比例比ＮＰＫ处理仅高
００５％，而潮土 ＮＰＫＳ易分解碳占总有机碳的比例
比ＮＰＫ处理低０３％，说明 ＮＰＫＳ处理虽然提高了
土壤易分解碳含量，但对易分解碳占总有机碳比例
的影响不大，没有改变土壤易耐分解组分在土壤中
的分配比例。水田土壤活性有机碳占总有机碳的平
均比例为 ９９％（９４ １０４％），比旱地 １５４％
（１２６ ２６０％）稍低，各施肥处理易分解碳所占比
例相差１３％，以ＮＰＫ处理最高，为１０４６％。
表４　不同施肥条件下土壤易、耐分解组分碳占总有机碳的比例 （％）
Ｔａｂｌｅ４　Ｒａｔｉｏｏｆｌａｂｉｌｅａｎｄｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｃａｒｂｏｎｔｏｔｏｔａｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
易分解碳Ｌａｂｉｌｅ－Ｃ／ＴＯＣ
黑土
Ｂｌａｃｋｓｏｉｌ
潮土
Ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ
红壤
Ｒｅｄｓｏｉｌ
水稻土
Ｐａｄｄｙｓｏｉｌ
耐分解碳Ｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔ－Ｃ／ＴＯＣ
黑土
Ｂｌａｃｋｓｏｉｌ
潮土
Ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ
红壤
Ｒｅｄｓｏｉｌ
水稻土
Ｐａｄｄｙｓｏｉｌ
ＣＫ １３８ａ １３９ａ ２６０ａ ９５ａ ８４１ａ ８１６ａ ６６０ｂ ８１７ａ
ＮＰＫ １２５ａ １５１ａ １４３ｂ １０７ａ ８４１ａ ８６２ａ ７５５ｂ ８２８ａ
ＮＰＫＳ １２６ａ １４８ａ １４４ｂ ９４ａ ８２４ａ ８４８ａ ７８５ａ ９３３ａ
ＮＰＫＭ １４０ａ １５９ａ １８７ｂ １０４ａ ７７９ｂ ８３５ａ ６９６ｂ ８０７ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数字后不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著性（Ｐ＜００５）Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ５％ ｌｅｖｅｌ；水稻土的ＮＰＫＭ处理指ＮＫＭ处理 ＴｈｅＮＰＫＭｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅｐｒｅｓｅｎｔＮＫＭｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌ．．
０８６
３期　　　 于维水，等：不同施肥制度下我国东部典型土壤易分解与耐分解碳的组分特征
３　讨论
３１　不同施肥制度下易分解碳的含量及比例的
差异
不同施肥措施对土壤总有机碳有着重要影响。
佟小刚等［２２］和李新爱等［２３］对长期定位施肥试验证
实，单施化肥、化肥配施秸秆或化肥配施有机肥均能
显著提高土壤有机碳含量，并且随有机肥投入量的
增加，土壤总有机碳增加。本研究结果与前人研究
结果一致。长期单独施用化肥虽然没直接提高土壤
有机碳的含量，但可以促进农作物根系迅速生长，从
而提高根际有机质输入［２４］；长期施用动物粪肥或秸
秆还田，一方面因粪肥和秸秆中本身含有有机碳，可
以直接增加土壤的碳投入；另一方面可以促进作物
生长，增加作物产量，从而使更多的残茬还田［２５］，所
以化肥配施秸秆或有机肥提高土壤有机碳的幅度
较大。
不同施肥处理，不但影响了土壤总有机碳的含
量，对易分解碳和耐分解碳的含量也有显著影响，同
时改变了易、耐分解组分占总有机碳的比例。本研
究发现，旱地黑土、潮土易（耐）分解碳的含量均以
ＮＰＫＭ最高，其次为 ＮＰＫＳ、ＮＰＫ处理，并且 ＮＰＫＭ
处理提高了易分解碳占总碳的比例，这与张璐等［２６］
对于不同处理下黑土、灰漠土和红壤等易氧化有机
碳的规律是一致的。ＮＰＫＭ处理提高了旱地土壤易
分解碳的含量，一方面是 ＮＰＫＭ处理显著增加了土
壤总有机碳含量［２７］，另一方面有机肥为微生物提供
充足的碳源，直接增加了根系生物量及根系分泌
物［２８］，也在很大程度上激发微生物的活性，增加了
微生物生物量［２９］，同时有机肥本身含有一些与易分
解碳组分相似的成分［３０］，从而引起了土壤易分解碳
组分的增加；ＮＰＫＭ处理下黑土、潮土易分解碳占总
有机碳的比例高于其他３个处理，而耐分解碳占总
有机碳的比例最低，这说明 ＮＰＫＭ处理改良了土壤
的碳库状况。ＮＰＫＳ处理对不同地点易分解碳的影
响不同，黑土基本维持原有水平，潮土显著增加，而
红壤易分解碳低于不施肥处理，这与徐明岗等［３０］对
不同地点易氧化有机碳的研究基本一致；ＮＰＫＳ处
理对不同组分碳占总有机碳的比例与 ＣＫ基本相
同，总体来说 ＮＰＫＳ处理能维持土壤易分解碳的含
量。ＮＰＫ处理对易分解碳及其占总有机碳的比例
均无显著影响，研究发现长期施用化肥增加的主要
是非活性有机碳含量，不利于提高土壤有机质的
质量［３１］。
本试验中获取的易分解碳占总有机碳的平均比
例为１４１％（９４％ ２６，０％），低于易氧化碳占总
有机碳的平均比例２１７％（１５７％ ２６５％），两者
之间存在极显著的相关性（ｒ＝０８０９，ｎ＝１２，表
３），并与土壤总有机碳之间也极显著相关（ｒ＝
０７９４，ｎ＝１２，表３）。大量研究证明，土壤有机碳
不同活性组分间存在显著的相关关系，闫德智等［３２］
对乌栅土易氧化有机碳研究发现，易氧化有机碳和
土壤总碳之间显著相关，同时 Ｔｕ等［３３］发现土壤矿
化碳和微生物碳之间显著相关。这些相关关系的存
在表明，土壤有机碳的各活性组分间不是截然分开
的，而是相互包含、相互影响的。
蔡泽江等［３４］研究发现，长期ＮＰＫ和ＮＰＫＳ处理
红壤酸化严重，土壤肥力降低，目前监测到红壤
ＮＰＫ和ＮＰＫＳ处理ｐＨ值分别为３８２、３８４，已经严
重低于小麦（６０３）和玉米（５０９）的酸害 ｐＨ值，严
重阻碍了小麦玉米的生长，使作物归还土壤的残茬
和根系减少，同时低 ｐＨ值使微生物的活性受到严
重限制［３５］，造成本研究中红壤地区ＮＰＫ和ＮＰＫＳ处
理土壤总有机碳含量较高而易分解碳含量较低。
３２　水田易分解碳含量及比例的差异
水稻土不同施肥处理易分解碳含量无显著性差
异，但其含量的变化趋势与旱地相同，均为ＮＰＫＭ＞
ＮＰＫＳ＞ＮＰＫ＞ＣＫ，这与以往对水稻土活性有机碳的
研究是一致的［３６］。水稻土易分解碳含量受不同施
肥处理不如旱作土壤敏感，可能的原因是望城水稻
土经过３２年不同施肥处理下，已达到各处理下固定
有机碳的饱和水平［３７］，使不同处理之间的差异减
少，这也与Ｓｉｘ等［３８］对土壤轻组有机碳的研究结果
一致。
水稻土总有机碳含量高于旱作土壤，这与许信
旺等［３７］对我国农田耕层土壤有机碳的研究结论是
一致的，而总有机碳含量的提高在一定程度上提高
了易分解碳的含量。水田总有机碳含量高，一方面
是由于淹水还原占优势的条件使水稻土具有较高的
碳密度和较大的固碳潜力［３９－４０］，并且淹水环境下不
利于有机碳的分解；另一方面红壤性水稻土含有丰
富的氧化铁，土壤有机碳通过与游离氧化铁的稳定
结合，使土壤有机碳库的稳定性提高［４１］，矿化稳定
性较高［４２］，这也与本研究中水稻土易分解碳占总有
机碳比例较低的结果相符。
４　结论
１）经颗粒密度结合的分组方法，获取的易、耐
１８６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
分解组分的质量回收率及碳回收率均在误差范围
内，易分解碳含量和耐分解碳含量与总有机碳呈显
著的正相关关系，是一种合理的获取易、耐分解碳的
可行方法，这为进一步研究碳库之间的动态转化及
碳的固定打下基础。
２）旱作土壤易分解碳含量低于水田，而易分解
碳占总有机碳的平均比例比水田高，水田易分解碳
含量及其占总碳的比例对不同施肥的响应不如旱地
敏感；旱作土壤不同施肥处理（除红壤）易分解碳含
量表现出相同的趋势：化肥配施有机肥 ＞化肥配施
秸秆＞化肥＞不施肥处理。有机无机配施显著提高
了全碳含量、易分解碳的含量和耐分解碳含量，同时
提高了易分解碳占全碳的比例，是改良土壤碳库状
况的最优施肥方式，效果优于化肥配施秸秆处理，更
优于化肥处理。
参 考 文 献：
［１］　ＬａｌＲ．Ｓｏｉｌｃａｒｂｏｎｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｉｍｐａｃｔｓｏｎｇｌｏｂａｌｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ
ａｎｄｆｏｏｄｓｅｃｕｒｉｔｙ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，３０４（５６７７）：１６２３－１６２７
［２］　安静，邓波，韩建国，等．土壤有机碳稳定性研究进展［Ｊ］．
草原与草坪，２００９，（２）：８２－８７
ＡｎＪ，ＤｅｎｇＢ，ＨａｎＪＧｅｔａｌ．Ａｒｅｖｉｅｗ：ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ［Ｊ］．ＧｒａｓｓｌａｎｄａｎｄＴｕｒｆ，２００９，（２）：８２－８７
［３］　ＧｒｅｇｏｒｉｃｈＥＧ，ＢｅａｒｅＭＨ，ＳｔｏｋｌａｓＵｅｔａｌ．Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｏｆ
ｓｏｌｕｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉｎｍａｉｚｅ－ｃｒｏｐｐｅｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｄｅｒｍａ，
２００３，１１３（３）：２３７－２５２
［４］　ＢｅｃｋＴ，ＪｏｅｒｇｅｎｓｅｎＲＧ，ＫａｎｄｅｌｅｒＥｅｔａｌ．Ａｎｉｎｔｅｒ－ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｅｎｄｉｆｅｒｅｎｔｗａｙｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＣ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９７，２９（７）：
１０２３－１０３２
［５］　ＷｅｉｌＲＲ，ＩｓｌａｍＫＲ，ＳｔｉｎｅＭＡｅｔａｌ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎ
ｆｏｒｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ：Ａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄ
ｆｉｅｌｄｕｓｅ［Ｊ］．ＡｍｅｒｉｃａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２００３，
１８（１）：３－１７
［６］　ＭｃＬａｕｃｈｌａｎＫＫ，ＨｏｂｂｉｅＳＥ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｌａｂｉｌｅｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｅｒｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆ
ＡｍｅｒｉｃａＪｏｕｒｎａｌ，２００４，６８（５）：１６１６－１６２５
［７］　ＪａｎｚｅｎＨＨ，ＣａｍｐｂｅｌＣＡ，ＢｒａｎｄｔＳＡｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔｆｒａｃｔｉｏｎ
ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉｎｓｏｉｌｓｆｒｏｍｌｏｎｇｔｅｒｍｃｒｏｐｒｏｔａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ
ＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＪｏｕｒｎａｌ，１９９２，５６（６）：１７９９－１８０６
［８］　ＣａｍｂａｒｄｅｌａＣＡ，ＥｌｉｏｔＥＴ．Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ
ｃｈａｎｇｅｓａｃｒｏｓｓａｇｒａｓｓｌａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ［Ｊ］．ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ
ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＪｏｕｒｎａｌ，１９９２，５６（３）：７７７－７８３
［９］　徐明岗，于荣，王伯仁．土壤活性有机质的研究进展［Ｊ］．土
壤肥料，２０００，（６）：３－７
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